間歇曝氣 SBR工藝脫氮除磷試驗(yàn)研究
摘要:采用間歇曝氣序批式反應(yīng)器(SBR)工藝,通過(guò)曝氣時(shí)間、 交替次數(shù)的調(diào)整對(duì)該系統(tǒng)的脫氮除磷效果進(jìn)行了研究,最終將工藝確定為厭氧1. 5 h、 好氧1. 0 h、 缺氧1. 0 h、 好氧20 min、 缺氧1. 0 h、 好氧20 min。同時(shí)進(jìn)行批式試驗(yàn),對(duì)不同階段的反硝化除磷菌(DPAOs)占除磷菌( PAOs)的比例進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明:該系統(tǒng)與最初的厭氧/好氧 SBR 相比節(jié)省了 44 %的曝氣量,且對(duì)COD、 總氮、 氨氮和磷的去除率分別達(dá)88 %、 89 %、 100 %和100 % ,系統(tǒng)中DPAOs所占比例為39 %。
關(guān)鍵詞:SBR 脫氮除磷 DPAOs
目前 ,較為常見(jiàn)的生物除磷方法為增強(qiáng)生物除磷 ,該過(guò)程常伴隨氮元素的去除(氨氮硝化為硝態(tài)氮 ,進(jìn)而反硝化為氮?dú)? ,因此在城市污水 C/ N 較低的環(huán)境下就會(huì)出現(xiàn)反硝化與除磷競(jìng)爭(zhēng)有限碳源的矛盾。如何有效利用污水中的碳源已成為提高氮、 磷去除率的關(guān)鍵。近來(lái)的研究發(fā)現(xiàn) ,厭氧/缺氧交替運(yùn)行條件下易富集一類(lèi)兼有反硝化和除磷作用的兼性厭氧微生物。該微生物可利用氧氣或硝酸鹽作為電子受體,且其基于胞內(nèi)聚羥基烷酸和糖原的生物代謝作用與傳統(tǒng)厭氧/好氧法中的聚磷菌( PAOs) 相似 ,而被稱(chēng)為反硝化聚磷菌(DPAOs)[123 ]。DPAOs以硝酸鹽為電子受體 ,不需提供外碳源 ,磷的去除在反硝化脫氮的同時(shí)得以實(shí)現(xiàn) ,具有 “一碳兩用” 的優(yōu)勢(shì);而缺氧代替好氧則節(jié)省了曝氣的能量消耗 ,同時(shí)減少了污泥量。
國(guó)內(nèi)外已針對(duì)DPAOs缺氧吸磷現(xiàn)象進(jìn)行了大量研究,目前的研究中反硝化除磷所需的電子受體一般由外加硝酸鹽提供[4 ,5 ],增加了工藝成本,且僅以磷的去除作為目標(biāo),未把脫氮結(jié)合到研究中。TSUNEDA等[6 ]采用厭氧/好氧/缺氧的 SBR 工藝實(shí)現(xiàn)了利用DPAOs同步脫氮除磷,好氧時(shí)間縮短為90 min ,但在該研究中需在厭氧結(jié)束時(shí)投加40 mg/ L 的碳源,增加了成本。L EE等[7 ]3969利用 SBR將反硝化脫氮除磷結(jié)合起來(lái)研究,但好氧時(shí)間仍長(zhǎng)達(dá)2. 5 h。
針對(duì)目前 SBR反硝化除磷研究中存在的因曝氣時(shí)間較長(zhǎng)和外加硝酸鹽造成的能耗和成本增加問(wèn)題,筆者采用間歇曝氣的新型 SBR工藝進(jìn)行了脫氮除磷研究。通過(guò)間歇曝氣將氨氮硝化,為反硝化除磷提供電子受體,且最終將好氧時(shí)間縮短為 100 min。該工藝既實(shí)現(xiàn)了曝氣時(shí)間的縮短且無(wú)需外加電子受體,因而較大程度地實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗的目的,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了
“一碳兩用” 。
1 試驗(yàn)材料與方法
1. 1 SBR反應(yīng)器
SBR反應(yīng)器為直筒形 ,直筒內(nèi)徑為 0. 14 m ,高0. 3 m ,有效容積約4. 6 L ,置于20 ℃ 恒溫室內(nèi)。反應(yīng)器接種污泥取自上海市某污水處理廠(chǎng),進(jìn)水采用人工配水,配方見(jiàn)表 1 ,水質(zhì)主要指標(biāo)理論值為:COD 400mg/ L ,氨氮25 mg/ L ,總磷 10 mg/ L。進(jìn)水用適量鹽酸調(diào)節(jié)p H為7. 0 ,同時(shí)加入適量含鉀、 鈣和鋅等微量元素的礦物鹽溶液。進(jìn)水方式為:由蠕動(dòng)泵輸入反應(yīng)器,進(jìn)水時(shí)間25 min ,每次進(jìn)水2 L。靜置沉淀后排出2 L 上清液。通過(guò)好氧末排泥將泥齡控制在 16 d ,MLSS保持在3 500～4 500 mg/ L。
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